De nouvelles recherches révèlent comment la protéine Clec14a dans les cellules endothéliales capillaires contrôle la croissance et la maturation osseuse, révélant ainsi un mécanisme clé du développement du squelette.
Étude: La protéine de cellule endothéliale de type H Clec14a orchestre l'activité des ostéoblastes pendant la formation et la structuration de l'os trabéculaire. Crédit d’image : NTshutterth/Shutterstock.com
Une étude récente publiée dans Communications Biology a exploré le rôle du domaine de lectine de type C contenant 14A (Clec14a), une protéine endothéliale de type H, dans la coordination de l'activité des ostéoblastes.
Arrière-plan
Le rôle de l’angiogenèse osseuse dans la régulation de la croissance squelettique postnatale ainsi que dans le remodelage et la réparation osseux a récemment fait l’objet d’une attention accrue. Les progrès technologiques ont conduit à la découverte de nouveaux sous-types de capillaires osseux. Les capillaires de type H seraient des modulateurs actifs de l’ostéogenèse.
La multimérine 2 (MMRN2) est une protéine de la matrice extracellulaire qui se lie de manière concomitante à CD248 et CLEC14A. Les deux régulent l’angiogenèse pathologique et embryonnaire, la migration cellulaire et l’adhésion.
Auparavant, les auteurs avaient signalé que le Cd248 régulait négativement la minéralisation des ostéoblastes et que sa suppression augmentait la minéralisation induite par les ostéoblastes. En outre, des rapports récents suggèrent que Clec14a est régulé positivement pendant la cicatrisation osseuse.
L'étude et les résultats
Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué le rôle de Clec14a dans la formation osseuse. Premièrement, ils ont évalué l’expression de Clec14a et de son ligand, Mmrn2, dans les os longs murins et ont confirmé que les deux protéines étaient fortement exprimées dans la métaphyse osseuse.
De plus, Clec14a a été immunomarqué in vivo en utilisant un anticorps anti-Clec14a. Cela indique que Clec14a se localise principalement dans l'endothélium des vaisseaux de type H dans la métaphyse osseuse.
Dans l’ensemble, les chercheurs ont confirmé que l’expression de Mmrn2 et Clec14a était confinée aux cellules endothéliales (CE), ce qui était plus prononcé dans les CE des vaisseaux de type H. Ensuite, ils ont évalué l’impact de la suppression de Clec14a sur la vascularisation osseuse.
Ils ont observé une réduction du pourcentage d'endothélium de type H dans Cléc14a-/- souris âgées de deux semaines par rapport au type sauvage (WT) Cléc14a+/+ souris. Les capillaires dans les deux groupes ont augmenté du jour postnatal 4 (P4) à quatre semaines.
De plus, la densité des vaisseaux n’était pas significativement différente entre les deux groupes. L'imagerie par immunofluorescence du tibia dans les deux groupes à P4 a révélé un lit vasculaire hautement interconnecté avec une couverture presque similaire des capillaires de type L et de type H.
Cependant, chez les souris juvéniles (âgées de quatre semaines), les deux groupes présentaient un lit de type H diminué par rapport aux souris P4, nettement localisé dans la partie supérieure de la métaphyse.
En outre, après quatre semaines, il y avait une réduction de la longueur des colonnes de type H et de la zone couverte par le front vasculaire de la colonne de type H dans la métaphyse chez les souris Clec14a-/-.
Ensuite, l'équipe a examiné les effets de Cléc14a délétion sur la localisation des ostéoblastes matures et immatures en utilisant l'immunomarquage du collagène de type 1 (Col1a1) et Osterix (Osx), respectivement.
Osx+ les ostéoblastes ont été détectés en grand nombre dans l'endoste et la métaphyse tibiale, quel que soit le génotype, avec moins d'ostéoblastes dans la diaphyse. Cléc14a-/- les souris avaient un nombre considérablement accru d'Osx+ ostéoblastes dans la métaphyse inférieure à P4 par rapport aux souris WT.
De plus, l'équipe a mesuré la longueur de l'os tibial et le poids corporel chez des sujets âgés de deux, quatre, huit et 30 semaines. Cléc14a-/- souris. Il n’y avait aucune différence significative de poids corporel à aucun moment. L'élongation osseuse était la plus active entre deux et quatre semaines dans les deux génotypes lorsque la longueur du tibial doublait. Notamment, à deux semaines, les tibias étaient plus courts chez les souris WT que chez les souris Cléc14a-/- souris.
De plus, les chercheurs ont observé des cultures d'explants métatarsiens embryonnaires au jour 14,5 pendant une semaine pour comprendre l'impact de Cléc14a-/- suppression au début du développement.
Ils ont noté une augmentation significative Cléc14a—/—longueur de l'explant à tout moment. Ensuite, l’équipe a utilisé le séquençage d’ARN d’isolats de cellules calvariales pour mieux comprendre les changements moléculaires au niveau de la transcription..
Cela a permis d'identifier 1 223 gènes exprimés différentiellement entre les deux génotypes. L'analyse de l'enrichissement de l'ensemble génétique a révélé une expression robuste de marqueurs enrichis dans les voies de prolifération et de maturation des ostéoblastes et d'ossification endochondrale dans Cléc14a-/- des échantillons.
En outre, l'expression du gène de maturation des ostéoblastes a été examinée dans les ostéoblastes de la calvaire de WT et Cléc14a-/- Chiots P4 cultivés sans CE.
Niveaux de transcription et de protéines de la phosphatase alcaline (Alpl) ont été mesurés in vitro sur 21 jours. Alpl les niveaux de transcription ont augmenté dans WT et Cléc14a-/- ostéoblastes en réponse à des stimuli de maturation.
Cependant, le pic Alpl l'expression a été observée beaucoup plus tôt (au jour 4) dans Cléc14a-/--ostéoblastes isolés que dans les ostéoblastes isolés par WT (au jour 12). Passage fraîchement isolé Cléc14a-/--les ostéoblastes isolés présentaient une augmentation Alpl activité en réponse aux stimuli de maturation aux jours 6 et 8.
Conclusions
Les chercheurs ont démontré que l'expression de Clec14a et Mmrn2 est limitée aux CE du stroma osseux ; les deux gènes sont fortement exprimés dans l’endothélium de type H et sont régulés différemment.
Les résultats indiquent également une dérégulation de la formation et de la migration des cellules de pointe dans Cléc14a-/- souris et l'émoussement des bourgeons vasculaires de type H au niveau du cartilage de croissance chez les enfants de quatre semaines Cléc14a-/- souris.
Dans l’ensemble, l’étude a identifié Clec14a comme une protéine cible spécifique de la CE dont l’inactivation améliore la formation osseuse.
